Uma vez que Thomson mostrou que os átomos eram compostos por elétrons negativos muito leves e por uma carga positiva de maior massa, por que os físicos não pensaram imediatamente em um modelo semelhante ao Sistema Solar, com elétrons orbitando um núcleo positivo? Por que os físicos se opuseram a esse modelo em 1900?

Passo 1

O enunciado pergunta por que, logo após a descoberta dos elétrons por Thomson em 1897 (modelo do “pudim de ameixas”), ninguém propôs de imediato um átomo com elétrons girando em órbitas ao redor de um núcleo pontual positivo, e por que, em torno de 1900, os físicos rejeitavam essa ideia. Para responder, vamos recorrer à física clássica (eletrodinâmica de Maxwell) e às evidências experimentais e espectrais disponíveis na época.

Passo 2

Thomson propôs que o átomo era formado por uma esfera difusa de carga positiva de massa elevada, na qual estavam mergulhados elétrons leves. Nesse “pudim de ameixas”, os elétrons ocupavam posições de equilíbrio resultante de forças elétricas mútuas. Até 1900 não havia nenhum experimento que apontasse para um núcleo pontual, então a ideia de órbita ao redor de um corpusculo pesado nem surgia naturalmente.

Passo 3

Do ponto de vista da eletrodinâmica clássica, um elétron em órbita está em movimento acelerado (aceleração centrípeta), e cargas aceleradas irradiam energia eletromagnética segundo a fórmula de Larmor:
P = q^2a^26piepsilon0 c^3,
onde q é a carga do elétron, a sua aceleração e c a velocidade da luz. Essa radiação faria o elétron perder energia continuamente, espiralando em direção ao núcleo em menos de 10^-10 s, o que tornaria o átomo instável.

Passo 4

Além disso, os espectros atômicos observados eram formados por linhas discretas, não por um contínuo de frequências como esperaria de elétrons irradiando ao longo de uma queda contínua de energia. Um átomo com órbitas clássicas geraria um espectro contínuo, sem saltos de frequência associados a níveis estacionários.

Passo 5

Somando-se a isso o fato de que não se conhecia ainda o espalhamento de partículas que só veio com Rutherford em 1911, os físicos mantinham-se fiéis ao modelo difuso de Thomson e acreditavam que o átomo exigia algum tipo de “estação” estável (estados estacionários) sem explicação clássica de órbitas.

Resposta

Os físicos de 1900 rejeitaram o modelo “solar” porque, segundo Maxwell, elétrons em órbitas aceleradas teriam que irradiar energia e colapsar no núcleo em frações de segundo, e porque esse modelo não explicava as linhas espectrais discretas nem havia ainda evidência experimental de um núcleo pontual.

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